小流域水水土保持工程水文、稳定计算、相关工程尺寸参照表

附录A水文计算（规范性附录）A.1一般规定A.1.1计算设计洪水和输沙量应从实际出发,深入调查了解流域特性或集水区域基本情况，注重基本资料的可靠性。A.1.2具有洪水、泥沙实测资料的，应根据资料条件和工程设计要求，按现行行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44的有关规定进行分析计算。A.1.3无洪水、泥沙观测资料的，可按现行行业标准《水利水电工程设计洪水计算规范》SL44的有关规定执行。A.2设计洪水与调洪的简化计算A.2.1水土保持工程设计所依的各种标准的设计洪水应包括洪峰流量、洪水总量、洪水过程线等，可根据工程设计要求计算其全部或部分内容。A.2.2小流域设计洪水可依据《江西省暴雨洪水查算手册》计算，面积小于30km2的流域推荐采用推理公式法计算设计洪水。A.3输沙量计算A.3.1沟道输沙量应包括悬移质输沙量和推移质输沙量两部分，可按下式计算：WsbWsWb（A.3.1-1）式中：Wsb——多年平均输沙量，104t/a；Ws——多年平均悬移质输沙量，104t/a；Wb——多年平均推移质输沙量，104t/a。其中，悬移质输沙量可按下列公式计算:WSMsFi（A.3.1-2）WSb（A.3.1-3）KM0式中：Msi42·a），可根据省、地有关水文图集、手册的输沙模——分区输沙模数，10t/（km数等值线图确定；Fi——分区面积，km2；104m3/km2；M0——多年平均径流模数，b——指数，采用当地经验值；K——系数，采用当地经验值。推移质输沙量Wb可按下式计算：WbWs（A.3.1-4）式中：β——推悬比，宜取0.05～0.15，山区应取大值，塬区及平原取小值。A.3.2当沟道中有已建坝库且运行一定年限，可采用已成坝库淤积调查法，按下式计算沟道多年平均输沙量。WW淤W排（A.3.2-1）N式中：W——沟道多年平均输沙量，t/a；W淤——坝内泥沙淤积总量，t；W排——排沙量，t；N——淤积年限，a。A.4截排水设计流量计算A.4.1永久排水工程设计流量计算应符合下列规定：永久截（排）水沟设计排水流量，应按下式计算：22Qm16.67qF（A.4.1-1）式中：q——设计重现期和降雨历时内的平均降雨强度，mm/min；φ——径流系数；径流系数φ按表要求确定。当汇水面积内有两种或两种以上不同地表种类时，应按不同地表种类面积加权求得平均径流系数。表A.4.1-1径流系数φ参考值地表种类径流系数地表种类径流系数沥青混凝土路面0.95起伏的山地0.60～0.80水泥混凝土路面0.90细粒土坡面0.40～0.65粒料路面0.40～0.60平原草地0.40～0.65粗粒土坡面0.10～0.30一般耕地0.40～0.60陡峻的山地0.75～0.90落叶林地0.35～0.60硬质岩石坡面0.70～0.85针叶林地0.25～0.50软质岩石坡面0.50～0.75粗砂土坡面0.10～0.30水稻田、水塘0.70～0.80卵石、块石坡地0.08～0.153当工程场址及其邻近地区有10a以上自记雨量计资料时，应利用实测资料整理分析得到设计重现期的降雨强度。当缺乏自记雨量计资料时，可利用标准降雨强度等值线图和有关转换系数，按下式计算降雨强度：qCpCtq5,10（A.4.1-2）式中：q5,10——5年重现期和10min降雨历时的标准降雨强度，可按工程所在地区，查中国5年一遇10min降雨强度q5,10等值线图（图A.4.1-1），mm/min；q的比值（q/q），C——重现期转换系数，为设计重现期降雨强度q同标准重现期降雨强度pp5p5按工程所在地区，由表A.4.1-2确定。t的降雨强度q同10min降雨历时的降雨强度qC——降雨历时转换系数，为降雨历时的比值tt10qt/q10），按工程所在地区的60min转换系数（C60），由表查取，C60可由图查取。表重现期转换系数（Cp）表地区重现期P（年）510153江西0.861.001.171.27表降雨历时转换系数（Ct）表降雨历时t（min）C603510152030405060901200.301.401.251.000.770.640.500.400.340.3051.401.251.000.800.680.550.450.390.350.260.210.401.401.251.000.820.720.590.500.440.400.300.250.451.401.251.000.840.760.630.550.500.450.340.290.501.401.251.000.870.800.680.600.550.500.390.3323黑龙江哈尔滨乌鲁木齐区长春自治吉林古沈阳新疆维吾尔自治区甘蒙辽宁内呼和浩特河北京宁山北天津肃夏银川回西宁太原石家庄青海族济南自兰州治陕西山东区西郑州江河南苏西藏自治区安上海南京拉萨四川湖北合肥杭州武汉徽成都浙重庆长沙南昌江江湖南西福州贵贵阳州福建云南台北广西壮族自治区广东台南宁广州湾海口海南图中国5年一遇10min降雨强度q5,10等值线图240.350.35乌鲁木齐0.350.35新疆维吾尔自治区甘0.400.35宁0.30肃夏银川回青西宁族海自兰州治区0.35西藏自治区0.300.450.30拉萨四川

黑龙江0.30哈尔滨区长春治吉林自0.30蒙古沈阳内河辽宁0.35呼和浩特北京0.40山北天津太原石家庄0.40济南陕西山东西河郑州江南苏0.45安 上海南京湖 北 合肥武汉 徽 杭州成都重庆0.35

长沙

浙南昌 江江湖南0.40福州贵州西贵阳福建0.50云南台北0.40广西壮族自治区广东0.45台南宁广州湾0.450.450.40

0.500.50海口海南图 中国60min降雨强度转换系数（ C60）等值线图25 永久截（排）水沟设计排水流量计算应按下列流程（图 ）进行计算，并应符合下列要求：图 截（排）水沟设计排水流量计算流程框图降雨历时应取设计控制点的汇流时间，其值为汇水区最远点到排水设施处的坡面汇流历时t1与在沟（管）内的沟（管）汇流历时 t2之和。当路面有表面排水要求时，可不计沟（管）内的汇流历时t2。2坡面汇流历时可按下式计算：0.467t11.445m1Ls）（A.4.2-1is式中：t1——坡面汇流历时，min；Ls——坡面流的长度，m；is——坡面流的坡降，以小数计；m1——地面粗度系数，可按地表情况查表 确定。表 地面粗度系数 m1参考值地表状况粗度系数地表状况粗度系数光滑的不透水地面0.02牧草地、草地0.40光滑的压实地面0.10落叶树林0.60稀疏草地、耕地0.20针叶树林0.8026计算沟（管）内汇流历时t2时，先在断面尺寸、坡度变化点或者有支沟（支管）汇入处分段，应分别计算各段的汇流历时后再叠加而得，并应按下式计算：t2

nli

）i1 60vi式中：t2——沟（管）内汇流历时，min；n、i——分段数和分段序号；li——第i段的长度，m；vi——第i段的平均流速，m/s。1）沟（管）平均流速v按下列公式计算：v1R2/3I1/2nR=A/X式中：n——沟壁（管壁）的粗糙系数，按表A.4.2-2确定；R——水力半径，m；X——过水断面湿周，m；I——水力坡度，可取沟（管）的底坡，以小数计。表A.4.2-2排水沟（管）壁的粗糙系数（n值）排水沟（管）类别粗糙系数排水沟（管）类别塑料管（聚氯乙烯）0.010植草皮明沟（v＝石棉水泥管0.012浆砌石明沟铸铁管0.015浆砌片石明沟波纹管0.027水泥混凝土明沟（抹面）岩石质明沟0.035水泥混凝土明沟（预制）植草皮明沟0.035～0.050（v＝0.60.6m/s）2）沟（管）平均流速v也可采用下式估算：v20ig0.6

））粗度系数0.050～0.0900.0250.0320.0150.012）式中：ig——该段排水沟（管）的平均坡度。27附 录 B稳定计算（规范性附录）B.1 对于安全要求的水土保持工程措施应进行稳定计算。B.2 采用土（土石）等填筑材料的拦挡建筑物，坝坡稳定计算应符合下列规定：1 应采用水力学方法、 流网法或有限元法进行坝体渗流计算， 确定坝体浸润线位置， 计算渗流流量、平均流速和渗流逸出坡降，作为坝体稳定计算的依据，检验土体的渗流稳定，防止发生管涌和流土。坝坡整体稳定计算应进行运用期下游坝坡稳定计算。坝坡抗滑稳定计算应采用刚体极限平衡法。对于非均质坝体，宜采用不计条块间作用力的圆弧滑动法；对于均质坝体宜采用计及条块间作用力的简化毕肖普法；当坝基存在软弱夹层时，土坝的稳定分析通常采用改良圆弧法。当滑动面呈非圆弧形时，采用摩根斯顿—普赖斯法（滑动面呈非圆弧形）计算。圆弧滑动（图B.2-1）稳定可按下列公式计算。图B.2-1 圆弧滑动法计算简图1） 简化毕肖普法W Vseca ubsecatan cbseca1/1 tanatan /KKW Vsina MC/R2） 瑞典圆弧法W Vcosa ubseca Qsinatan cbsecaKW Vsina MC/R式中：b——条块宽度，m；W——条块重力，kN；W1——在边坡外水位以上的条块重力， kN；W2——在边坡外水位以下的条块重力， kN；Q、V——分别为水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）， kN；u——作用于土条底面的孔隙压力， kPa；α——条块的重力线与通过此条块底面中点的半径之间的夹角，（ o）；c＇、φ＇——土条底面的有效应力抗剪强度指标；

B.2-1）B.2-2）28MC——水平地震惯性力对圆心的力矩， kN.m；R——圆弧半径，m。改良圆弧法（图 B.2-2）计算坝体边坡稳定可按下列公式计算：图B.2-2 改良圆弧滑动法计算简图（B.2-3）S＝Wtanφ＋CL（B.2-4）式中：W——土体B′BCC′的有效重量，kN；C，φ——软弱土层的凝聚力及内摩擦角，度；Pa——滑动力，kN；Pn——抗滑力，kN。当采用摩根斯顿 —普赖斯法（图B.2-3）计算抗滑稳定安全系数时，应按下列改进方法计算：图B.2-3 摩根斯顿—普赖斯法（改进方法）计算简图b0p(x)s(x)dx（B.2-5）abMe0p(x)s(x)t(x)dx（B.2-6）a29dWdVsin(a)usecasincesecacosdQa)p(x)qeecos(edxdxdx（B.2-7）s(x)sec(eaxtan(a)dd)expead（B.2-8）s(x)xcostana)exptan(ea)dd(sinaad（B.2-9）MebdQhedx（B.2-10）adxCecK（B.2-11）tanetan（B.2-12）K式中：dx——土条宽度；dW——土条重量；q——坡顶外部的垂直荷载；Me——水平地震惯性力对土条底部中点的力矩；dQ、dV——分别为土条的水平和垂直地震惯性力（向上为负，向下为正）；α——条块底面与水平面的夹角；β——土条侧面的合力与水平方向的夹角；he——水平地震惯性力到土条底面中点的垂直距离。土的抗剪强度指标可用三轴剪力仪测定，亦可用直剪仪测定。采用的试验方法和强度指标按表B.2-1进行，抗滑稳定计算时，可根据各种运用情况选用。表B.2-1土的强度指标坝体工作状态计算方法强度指标无渗流、稳定渗流期和不稳定渗流期有效应力法C′，φ′不稳定渗流期总应力法Ccu，φcu运用本规范公式（B.2-1）、（B.2-2）时，应遵守下列原则：1）静力计算时，地震惯性力应等于零；2）坝体无渗流期运用时，条块应为湿容重；3）稳定渗流期用有效应力法计算，孔隙压力ｗ＝1＋21u应由“u-γZ”代替，条块重WWW，W为外水位以上条块实重，浸润线以上为湿重，浸润线和外水位之间为饱和重，W2为外水位以下条块浮重；4）水位降落期用有效应力法计算时，应按降落后的水位计算，方法同本条第3款。用应力法时，c′、φ′应采用c、φ代替；分子应采用水位降落前条块重W＝W＋W，W为外水位以上条块湿重，cucu121W为外水位以下条块浮容重；分母应采用水位降落后条块重WW＋W，W浸润线以上为湿重，浸2＝121润线和外水位之间为饱和重，W2为外水位以下条块浮容重；ｗu采用ui－γZ代替，ui为水位降落前孔隙压力。B.3坝体稳定计算，碾压式土坝应进行运用期下游坝坡稳定计算。地震区还应进行抗震稳定性验算。砌石坝应进行正常蓄水位和校核洪水位情况下稳定计算。1土坝的强度指标应按坝体设计干容重和含水率制样，采用三轴仪测定其总应力或有效应力强度指标，抗剪强度指标的测定和应用方法可按现行行业规范《碾压式土石坝设计规范》SL274的有关规定选用。试验值可按表B.1.3-1的规定取值进行修正。30表B.1.3-1强度指标修正系数计算方法试验方法修正系数总应力法三轴不固结不排水剪1.0直剪仪快剪0.5～0.8有效应力法三轴固结不排水剪（测孔压）0.8直剪仪慢剪0.8注 根据试样在试验过程中的排水程度选用，排水较多时取小值。B.4 采用浆砌石（混凝土或钢筋混凝土）等材料的拦挡建筑物应进行抗滑稳定、抗倾覆稳定计算，并应对基底应力进行校核。 稳定计算应按现行行业标准 《浆砌石坝设计规范》 SL25的有关规定执行。31B.2蓄水池安全稳定方面的计算应符合下列规定：蓄水池抗倾覆验算：侧墙断面尺寸在正常工况下稳定分析拟定，正常工况分为墙外填土、池内无水和墙外填土、池内满水两种情况，稳定分析以最不利工况即：池内无水、墙外填土的进行计算。抗倾覆可按下式验算：KWPayf（B.2-1）PaxP1H2tan245（B.2-2）22式中：K——稳定安全系数；W——为砌砖重量，t，砖砌体容重为 2.2t/m3；P——主动土压力，t；Pax——主动土压力的水平分力， t，Pax Psin( )；Pay——主动土压力的垂直分力， t，Pay Pcos( )；——墙背倾斜角度；——墙摩擦角；——摩擦系数，土基0.35；——土容重，t/m3；H——墙高，m；——土的内摩擦角。按照稳定验算公式，当侧墙稳定安全系数 K＞1.2时，符合稳定要求。否则，不符合稳定要求。蓄水池地基承载力验算：基底应力可按下式计算：Pk=Gk/AGk=Gc+Gw+Gt+Gh （B2-3）式中：Pk——基地压强（KN/m2）；Gk——由池体传下的全部竖向标准荷载（ KN）；A——池底面积（m2）；Gc——池体结构自重（ KN）；Gw——池内水重（KN）；Gt——覆土重量（KN）；Gh——活载作用（KN）。32根据基础规范的要求，修正地基承载力可按下式计算：Fa=Fak+ηdγm（d-0.5）（B.2-4）式中：Fa——地基承载力修正值（kPa）；Fak——地基承载力特征值，取Fak=120.0kPa；ηd——埋深修正系数，取ηd=1.0；mm3）；γ——计算基础底面以上土的加权平均重度γ（kN/md——池体埋深（m）。3 结论按照稳定验算公式，当 Pk<Fa时，地基承载力满足要求，否则不满足要求。 蓄水池抗滑可按下式验算：f WK （B.2-5）P式中：K——墙体抗滑稳定安全系数；f——墙体与基础的摩擦系数；ΣW——垂直于滑动面的荷载总和， m3；ΣP——平行于滑动面的荷载总和， m3。按照稳定验算公式，当抗滑稳定安全系数 K＞1.2时，符合稳定要求，否则不满足要求。33附 录 C（资料性附录）相关工程尺寸参照表地面坡度θ梯壁侧坡α（°） （°）805708067080770808708097010 80

表C-1水平（反坡）梯田常见设计尺寸一览表田坎高H1田面宽B1每公顷田面长度L每公顷土石方量V（m）（m）（m）（m3）111.388512501.516.9591.71875222.5444.42500111.1900.912501.516.6602.41875222.1452.5250019.31070.912501.514.1709.51875218.9530.4250019.21092.812501.513.97191875218.7535.8250018125512501.512830.61875216.1620.6250017.81285.312501.511.9843.71875215.9628250016.91441.112501.510.5952.71875214.1711.5250016.81481.212501.510.39701875213.9721.1250016.11629.312501.59.31075.91875212.5803.1250015.91680.712501.59.11098.11875212.3815.4250015.51819.912501.58.31200.41875211.2895.6250034地面坡度θ梯壁侧坡α（°） （°）70801170801270801370801470801570801670

表C-1水平（反坡）梯田常见设计尺寸一览表田坎高H1田面宽B1每公顷田面长度L每公顷土石方量V（m）（m）（m）（m3）15.31884.212501.58.11228.11875211910.92500152012.812501.57.51326.21875210.1988.8250014.82091.812501.57.41360187529.91007.5250014.52208.312501.56.91453.4187529.21083.1250014.32303.812501.56.71494.11875291105.5250014.22406.712501.56.31582.1187528.51178.32500142520.512501.56.11630.5187528.31205250013.82607.912501.55.81712.4187527.81274.7250013.62742.112501.55.71769.2187527.71305.9250013.62812.412501.55.41844.4187527.31372.2250013.42969.112501.55.21910.5187527.11408.4250013.33020.212501.55.11978.3187526.81470.9250013.13201.612501.54.92054.6187535地面坡度θ梯壁侧坡α（°） （°）80177080187080197080207080217080227023 80

表C-1水平（反坡）梯田常见设计尺寸一览表田坎高H1田面宽B1每公顷田面长度L每公顷土石方量V（m）（m）（m）（m3）26.61512.7250013.13231.512501.54.72114.2187526.41571250012.93440.112501.54.52201.5187526.21618.7250012.93446.712501.54.42252.21875261672.5250012.7368512501.54.32351.5187525.81726.7250012.73665.812501.54.22392.4187525.61775.5250012.53936.612501.542504.8187525.41836.7250012.63889.312501.53.92534.9187525.31880.2250012.44195.512501.53.82661.5187525.11948.9250012.44117.312501.53.726801875251986.6250012.24462.112501.53.52821.9187524.82063.5250012.34350.212501.53.52827.8187524.82094.7250012.14736.812501.53.32986.3187524.62180.5250012.24588.2125036表C-1水平（反坡）梯田常见设计尺寸一览表地面坡度θ梯壁侧坡α田坎高H1田面宽B1每公顷田面长度L每公顷土石方量V（°）（°）（m）（m）（m）（m3）1.53.42978.4187524.52204.92500125020.41250701.53.23154.8187524.32300250012.14831.61250801.53.23132.118752424.32317.1250011.95313.31250701.533327.7187524.12422.42500125080.81250801.53328918752524.12431.5250011.85616.31250701.52.93505.3187523.92547.72500说明：本表所列土石方量不包含田埂和坎下沟土石方量。37表C-2不同坡度对应的生态路沟工程量地面内斜高沟底宽垂距水平距沟距沟上下挖（填）方挖（填）方坡度边坡坡（m）（m）（m）（m）（m）面积（m2）体积（m3）（°）度（°）50.121.4716.8616.92450.0846.6560.121.6515.7115.80450.0957.4970.121.8314.8915.00450.1068.8080.122.0114.2714.41450.1280.6090.122.1813.7913.96450.1392.92100.122.3613.4013.61450.14105.77110.122.5413.0913.33450.16119.20120.122.7312.8213.11450.17133.24130.122.9112.6012.93450.19147.94140.123.0912.4112.79450.21163.36150.123.2812.2412.67450.23179.55160.123.4712.0912.58450.25196.59712.0912.58450.17132.25170.123.6611.9612.51450.27214.56611.9612.51450.18143.33180.123.8511.8512.46450.29233.54511.8512.46450.19155.02190.124.0411.7412.42450.32253.66411.7412.42450.21167.39200.124.2411.6512.40450.34275.02411.6512.40450.22180.52411.5612.39450.24194.49411.4912.39450.26209.42411.4112.40450.28225.43511.3512.42450.30242.67611.2912.45450.33261.322811.2312.49450.352